Atât curent alternativ, cât și curent continuu descriu cele două tipuri de curent de curent într-un circuit. În curent continuu, sarcina sau curentul electric curge într-o singură direcție. În curent alternativ, sarcina electrică schimbă direcția periodic. Tensiunea din circuitele de curent alternativ se inversează, de asemenea, deoarece curentul schimbă direcția. Majoritatea electronice digitale pe care îl construiești folosind DC. Cu toate acestea, este ușor de înțeles unele concepte AC. Majoritatea caselor sunt cablate pentru curent alternativ, deci dacă ideea ta de a conecta proiectul tău de melodie Tardis la o priză, va trebui să convertiți AC în DC . AC are, de asemenea, unele proprietăți utile, cum ar fi posibilitatea de a converti nivelurile de tensiune cu o singură componentă ca un transformator, motiv pentru care inițial trebuie să alegem mijloace AC pentru a transmite electricitate pe distanțe mari.
Ce este curentul alternativ (AC)
Curent alternativ înseamnă fluxul de sarcină care schimbă direcția periodic. Ca urmare, nivelul de tensiune se inversează, de asemenea, împreună cu curentul. AC este utilizat pentru a furniza energie caselor, clădirilor, birourilor etc.
Generarea AC
AC poate fi produs utilizând un dispozitiv care se numește alternator. Acest dispozitiv este un tip special de generator electric conceput pentru a produce curent alternativ.
Generarea AC
O buclă de sârmă este rotită în interiorul unui câmp magnetic, care induce un curent de-a lungul firului. Rotația firului provine din resurse diferite, cum ar fi o turbină cu abur, o turbină eoliană, apă curgătoare și așa mai departe. Deoarece firul se rotește și intră periodic într-o polaritate magnetică diferită, tensiunea și curentul alternează pe fir. Iată o mică animație care arată acest principiu:
Pentru a genera AC într-un set de conducte de apă, conectăm caracteristicile mecanice ale unui piston care deplasează apa în conducte înainte și înapoi (curentul nostru „alternativ”).
Forme de undă
AC poate veni într-o serie de forme de undă, atât timp cât curentul și tensiunea alternează. Dacă conectăm un osciloscop la un circuit cu curent alternativ și îi trasăm tensiunea, pe o lungă perioadă de timp am putea vedea o serie de forme de undă diferite. Unda sinusoidală este cel mai comun tip de AC. AC în majoritatea caselor și birourilor are o tensiune oscilantă care produce o undă sinusoidală.
Undă sinusoidală
Alte forme de AC includ unda pătrată și unda triunghiulară. Undele pătrate sunt adesea utilizate în electronice digitale și de comutare și, de asemenea, testează funcționarea lor.
Unda pătrată
Undele triunghiulare sunt utile pentru testarea electronice liniare, cum ar fi amplificatoarele.
Unghi triunghiular
Descrierea unui val sinusal
De multe ori trebuie să descriem o formă de undă AC în termeni matematici. Pentru acest exemplu, vom folosi unda sinusoidală comună. Există trei părți ale unei unde sinusoidale: frecvență, amplitudine și fază.
Privind doar tensiunea, putem descrie o ecuație matematică a undei sinusoidale:
V (t) = Vp sin (2πft + Ø)
V (t) este tensiunea noastră în funcție de timp, ceea ce înseamnă că tensiunea noastră se schimbă odată cu schimbarea timpului.
VP este amplitudinea. Aceasta descrie tensiunea maximă pe care unda sinusoidală o poate atinge în ambele direcții, înseamnă că tensiunea noastră poate fi + VP volți, -VP volți.
Funcția sin () indică faptul că tensiunea noastră va fi sub forma unei unde sinusoidale periodice, care este o oscilație lină în jurul valorii de 0V.
2π este o constantă care convertește frecvența din cicluri sau în hertz în frecvență unghiulară (radiani pe secundă).
f indică frecvența undei sinusoidale. Aceasta este dată sub formă de hertz sau unități pe secundă.
t este variabila noastră dependentă: timpul (măsurat în secunde). Pe măsură ce timpul variază, forma noastră de undă variază.
φ descrie faza undei sinusoidale. Faza este o măsură a modului de deplasare a formei de undă în raport cu timpul. Este adesea dat ca număr între 0 și 360 și măsurat în grade. Datorită naturii periodice a undei sinusoidale, dacă forma de undă este deplasată cu 360 °, ea devine din nou aceeași formă de undă, ca și cum ar fi fost deplasată cu 0 °. Pentru simplitate, presupunem că faza este 0 ° pentru restul acestui tutorial.
Putem apela la punctul nostru de încredere pentru un bun exemplu al modului în care funcționează o formă de undă AC. În Statele Unite, puterea furnizată caselor noastre este de curent alternativ cu aproximativ 170V zero-to-peak (amplitudine) și 60Hz (frecvență). Putem conecta aceste numere în formula noastră pentru a obține ecuația
V (t) = 170 sin (2π60t)
Putem folosi calculatorul nostru grafic la îndemână pentru a grafica această ecuație. Dacă nu este disponibil un calculator grafic, putem folosi un program de graficare online gratuit, cum ar fi Desmos.
Aplicații
Punctele de acasă și de birou sunt aproape întotdeauna utilizate în AC. Acest lucru se datorează faptului că generarea și transportul de curent alternativ pe distanțe mari și relativ ușor. La tensiuni mari, cum ar fi peste 110kV, se pierde mai puțină energie în transmisia de energie electrică. Tensiunile mai mari înseamnă curenți mai mici, iar curenții mai mici înseamnă mai puțină căldură generată în linia electrică datorită rezistenței. AC poate fi convertit cu ușurință de la tensiuni ridicate folosind transformatoare.
AC este, de asemenea, capabil de alimentarea motoarelor electrice . Motoarele și generatoarele sunt exact același dispozitiv, dar motoarele se convertesc energie electrica în energie mecanică. Acest lucru este util pentru multe aparate mari, cum ar fi frigidere, mașini de spălat vase și așa mai departe, care funcționează cu curent alternativ.
Ce este curentul continuu (DC)
Curent continuu înseamnă fluxul unidirecțional al sarcinii electrice. Este produs din surse precum baterii, surse de alimentare, celule solare, termocupluri sau dinamo. Curentul continuu poate circula într-un conductor, cum ar fi un fir, dar poate curge și prin izolatori, semiconductori sau vid, ca în fasciculele de electroni sau ioni.
Generarea DC
DC poate fi generat în mai multe moduri
- Un generator de curent alternativ pregătit cu un dispozitiv numit „comutator” poate produce curent continuu
- O conversie AC-DC a unui dispozitiv numit „redresor”
- Bateriile furnizează curent continuu, care este generat de o reacție chimică din interiorul bateriei
Folosind din nou analogia noastră de apă, DC este similar cu un rezervor de apă cu un furtun la sfârșit.
Generarea DC
Rezervorul poate împinge apa doar într-o direcție: afară din furtun. Similar cu bateria noastră producătoare de curent continuu, odată ce rezervorul este gol, apa nu mai curge prin conducte.
Descrierea DC
DC este definit ca fluxul de curent „unidirecțional”, iar curentul curge o singură direcție. Tensiunea și curentul pot varia în timp, astfel încât direcția de curgere nu se schimbă. Pentru a simplifica lucrurile, vom presupune că tensiunea este o constantă. De exemplu, o baterie furnizează 1,5 V, care poate fi descrisă în ecuația matematică ca:
V (t) = 1,5V
Dacă trasăm acest lucru în timp, vom vedea o tensiune constantă
Parcela de curent continuu
Graficul de mai sus înseamnă că putem conta pe majoritatea surselor de curent continuu pentru a furniza o tensiune constantă în timp. De fapt, o baterie se va descărca încet, ceea ce înseamnă că tensiunea va scădea pe măsură ce bateria este utilizată. În majoritatea scopurilor, putem presupune că tensiunea este constantă.
Aplicații
Toate proiecte electronice și piese de vânzare pe SparkFun rulate pe DC. Tot ceea ce se scurge dintr-o baterie, se conectează la perete cu un adaptor de curent alternativ sau folosește un cablu USB pentru alimentare se bazează pe curent continuu. Exemple de electronice de curent continuu includ:
- Telefoane mobile
- Lanterne
- Gantelul de zaruri D&D bazat pe LilyPad
- Televizoare cu ecran plat (AC intră în televizor, care este convertit în DC)
- Vehicule hibride și electrice
Astfel, este vorba despre ceea ce este un curent alternativ, curent continuu și aplicațiile sale. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. În plus, orice îndoială cu privire la acest concept sau orice altceva proiecte electrice și electronice , vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, care este diferența dintre curent alternativ și curent continuu ?
Credite foto:
- Generarea AC insinyoer
- Undă sinusoidală imgur
- Unghi triunghiular audiofanzine
- Generarea DC scânteie
